产品追溯技术在智慧物流领域的应用研究

潘灿辉;邓永胜;张琼华

【摘 要】产品追溯技术和智慧物流技术在基础数据的采集、 传输、 存储技术方面有较多共性特征,产品追溯系统的相关技术和基础设施可以为智慧物流系统提供技术借鉴以及硬件设施、 基础信息的共享.介绍了产品追溯技术路线和智慧物流系统架构,通过2种系统架构的对比可以发现产品追溯技术在智慧物流系统设计上有较多应用,并由此分析了现阶段我国在产品追溯系统建设、 管理方面存在的问题和产品追溯技术应用到智慧物流中需要注意和改进的环节. 【期刊名称】《昆明冶金高等专科学校学报》 【年(卷),期】2019(035)001 【总页数】7页(P94-100)

【关键词】产品追溯;大数据;智慧物流 【作 者】潘灿辉;邓永胜;张琼华

【作者单位】昆明冶金高等专科学校物流学院,云南 昆明650033;昆明冶金高等专科学校物流学院,云南 昆明650033;昆明冶金高等专科学校物流学院,云南 昆明650033

【正文语种】中 文

【中图分类】TP391.4;F252 0 引 言

追溯在物流领域的最初功能是一种可以对产品进行正向、逆向或不定向追本溯源的手段，主要是通过记录和标识，可追踪与溯源产品的历史、使用或位置的活动。产品追溯技术的核心是产品的信息采集、存储、管理及保证系统一品一码、数据容错和防伪。智慧物流顾名思义就是让物流系统智能化，使传统物流系统具有思维、感知、自主学习和解决问题的能力，大数据技术是智慧物流建设的基础，需要通过对海量数据的采集感知、传输、存储和挖掘应用，最终实现物流系统的智能化。追溯码是追溯系统为每个商品编制的唯一身份编号；物流码是是供应链中用以标识物流领域中具体实物的一种特殊代码，是整个供应链过程，包括生产厂家、配销业、运输业、消费者等环节的共享数据。追溯码与物流码是流通实体产品接入物联网的最佳载体，如果能在所有产品上推广追溯码技术，数以亿计的追溯对象将作为物流大数据的流量资源。追溯码对象一端连接消费端，另一端连接数据云，云端详细记录着追溯对象的相关属性。通过大数据可以可视化展现对象的流通、交易、运输过程及消费者画像，有助于电商通过云仓对产品进行精准配货，实现仓配一体化，规划最近配送，给消费者带来最佳的购物体验。产品追溯技术和现代智慧物流技术都是以物联网、云计算及大数据为基础，产品追溯系统采集的产品基本信息和数据处理云计算服务可以为智慧物流系统提供数据支持和云端大数据共享服务。 1 产品追溯技术

可追溯系统的产生起因于1996年英国疯牛病引发的恐慌，欧盟消费者对食品安全监管缺乏信心，这些食品安全危机同时也促进了可追溯系统的建立。为了提高消费者的安全信心以及畜产品的地区和品牌优势，世界各国争相发展和实施产品追溯体系，20世纪90年代初期，质量认证标准IS09000首次确立了食品质量安全与可追溯的基本框架,自2000年起，欧盟开始推动实施农产品追溯法案[1]。 1.1 产品追溯技术的技术路线

建设强大的追溯体系离不开不断创新的信息技术的应用与支持，先进的信息化技术

在可追溯体系建设中起着至关重要的作用，云计算及存储技术、一品一码技术、防伪技术是产品追溯三项关键支撑技术。云计算技术具有服务器维护成本低、容量大、容错能力强、安全性高、运行稳定、数据通讯快等优势，是实现可追溯信息对称性与透明化的必备要求。一品一码技术确保每一个产品均具有真实且可追溯的唯一信息，这样在其生产、质检、包装、仓储、物流、销售等各环节中才能始终具备可追溯性。假冒伪劣产品是质量安全的最大危害，如何有效地利用信息化技术，进行高效便捷的防伪是可追溯系统有效性的重要组成部分。信息化技术的应用能力，是可追溯系统的有效性的重要风向标，可追溯系统的信息化技术应用程度越高，其在产品质量安全管理过程中发挥的作用就越显著。

图1 追溯系统技术路线结构图Fig.1 Traceability system technical route structural diagram

成功构建一套功能完备的产品可追溯系统(图1)，一般从2个方面入手。其一是从供应链角度考虑，可追溯系统需涵盖供应链的各节点、环节，参照国家和行业的编码规则，设计追溯编码体系建立一品一码，构建安全信息系统及可追溯平台[2]，利用云计算和防伪技术保证追溯信息的完整性、安全性、降低信息存储和管理成本。其二是从系统功能角度考虑，产品可追溯系统的总体架构可从信息收集、处理、应用、服务4个层面设计：信息收集层利用各种现代化技术，如条码、RFID，适时采集产品生产、流通、加工及销售环节的数据信息，这些信息为实现溯源提供数据支持；数据处理层利用信息传输、信息交换、信息存储、信息编码以及数字化管理等技术，构建产品质量安全信息管理系统；应用层和服务层通过可追溯平台、专用或通用信息访问终端设备为生产、流通、销售企业、监管部门和消费者提供查询服务。

一个良好的追溯系统，其先进合理的系统架构设计应当遵循以下原则： 1) 适用性原则。适用性原则是指追溯系统设计的立足点不能仅局限于简单的产品

信息追溯功能，还必须从较为宏观的角度对现代化信息技术有一个综合性的运用，对于系统当中的数据加工、交换与存储在技术层面进行综合考虑，使其相关技术标准适用于供应链管理和物联网及智慧物流系统。

2) 安全性原则。安全性原则是指追溯系统必须有完善的身份认证、访问控制、日志管理等方面的保密设置，以保证网络系统和应用系统的安全。

3) 先进性原则。先进性原则是指现有追溯系统的设计方案，在保证其可靠性和技术成熟度的前提下，设计过程中还需要融入先进的系统体系结构，相关的硬件平台、软件设计思想要有一定的超前性，既是为了实现技术的领先，也是为下一阶段的技术升级预留空间。

4) 可扩展性原则。可扩展性原则主要强调的是可追溯系统现状与未来技术之间的对接，互联网技术本身处于不断开发完善的过程当中，因此，现有的追溯系统的设计应当彰显出一定的前瞻性，对未来技术的发展方向做出预见性的判断，从而实现与其他信息系统的信息共享和硬件设施的共享，有利于未来物联网技术和智慧物流系统的介入和对接[3]。

1.2 国内产品追溯技术推广应用现状

目前我国的产品追溯系统建设还远远不能满足监管部门、消费者和生产者对产品全生命周期的追溯查询的需求，主要存在以下几个问题。

1)政企不分。我国现有的追溯管理体系缺乏顶层设计和规划，追溯系统的建设主体不明确，市场、企业和到底谁为主体，经常发生混淆。现阶段，大多数产品追溯系统是由企业和行业组织投资建设，规模较小，只为本企业和本组织服务，造成很多小型的追溯系统相互、信息不能共享、重复建设对资源造成极大地浪费。 2)多头监管。我国农产品、食品、药品和工业产品都有相应的监管部门，对应产品追溯系统也在不同部门监管下建设和运营，产品追溯系统的监管方面缺乏一个全国统一的管理部门，工业、农业、食监、药监、工商各管一段，不同的系统形成一个

个信息孤岛，社会化的全程追溯难以推进。

3)编码混乱。在产品的编码方面，各种商品码、药监码、物流码、防伪码等各行其是。这样对于信息的采集硬件设备就要求多样化和复杂化与之适应，无形中造成硬件采购资金的浪费，如果全社会的产品码采用一种码制进行规划，实现在所有信息采集环节使用一种采集设备就可以完成数据采集，可以有效减少有追溯需求单位和个体的硬件投入。另外，统一的码制还有利于云计算和大数据处理。 2 追溯技术与智慧物流技术的融合应用

智慧物流是数据驱动的高度智能化、网络化的现代智能物流系统，其名称最早从IBM提出的“智慧供应链”的概念延伸而来。原始数据的感知采集、大数据的存储处理、大数据的挖掘分析是智慧物流的三大关键技术。大数据技术作为智慧物流建设的基础，需要通过对海量数据的采集感知、传输、存储、数据挖掘应用，最终实现物流系统的智能化。智慧物流以数据为中心，如果没有足够的业务数据支持，物流的智慧化就成为空中楼阁。大量业务数据就存在于在产品的生产、运输、存储、销售、使用的每一个环节，只需要实时采集输送产品的全流程信息并进行融合处理，就可以为智慧物流提供源源不断的海量数据。而产品追溯技术为产品提供唯一身份，可以在商品的全生命周期时间轴发挥数据传递作用，其信息和供应链的各环节发生交互，所以产品追溯信息是智慧物流天然的廉价信息源[4-5]。 2.1 基于产品追溯技术的智慧物流系统架构

智慧物流以信息感知技术、信息传输技术、信息云存储技术、信息融合及大数据挖掘为依托，产品追溯技术在信息采集感知、传输、存储环节的技术特点和实现方法等环节可以为智慧物流提供技术支持[3]。参照产品追溯技术的系统架构智慧物流信息系统架构自下而上包含4层，分别由数据感知层、传输层、云存储层和应用层构成，如图2所示。

图2 智慧物流信息组织架构Fig.2 Intelligent logistics information

organization structure 2.1.1 数据感知层

智慧物流的数据感知层参照产品追溯系统的信息收集层进行设计，在功能和信息种类上进行扩展。智慧物流信息捕捉基于供应链角度的信息采集，包含条形码、RFID、GPS、GIS信息。更广义的感知信息还包含物品商品类型、物流业务信息等，如企业营销数据、信息检索数据、Web搜索数据。数据感知层主要完成对智慧物流中的商品数量分布、需求分布、商品来源等海量信息的智能捕捉。 2.1.2 传输层

通过采用移动通信网络、互联网、无线移动网络、集群基站网等网络传输技术为信息推送提供硬件保障，智慧物流信息采集过程将固化在“载体”上的符号转化为信息和数据传输到接收端，再通过无线或有线网络将感知信息传递至智慧物流应用平台中，实现信息数据在人与物或物与物之间的顺利自动传输，从而完成信息传输过程中的复杂交互。 2.1.3 云存储层

云存储层位于网络传输层和应用层之间，负责完成从传输层获得的数据存储、云计算与分类处理，为智慧物流提供完备的数据准备。 2.1.4 应用层

应用层位于最上层，包含3个服务平台：数据互换平台、公共信息服务平台、企业信息服务平台。用户开发不同的应用程序，通过对物流数据进行关联分析、聚类分析、数据挖掘，可以实现物流客户关系分析、商品关联分析、物流市场信息聚类分析等功能，为智慧物流的运营与发展提供有效的分析与决策。 2.2 产品追溯基础信息在智慧物流应用推广中存在的问题

产品追溯系统基础信息能够在智慧物流得到充分应用，除了需要解决上文提到的政企不分、多头监管、编码混乱的问题之外，还有系统建设各投资主体的商业利益共

享、信息安全信任、关键技术突破等方面的问题需要解决。 2.2.1 商业利益共享方面

目前基于物联网的产品追溯系统与物联网系统几乎都是上游企业投资，下游企业受益。大量的资金投入主要是在网络感知层和传输层的基础设施建设方面，这些资金主要由制造商和物流商承担，从中受益的零售商却投入较少。在整个大数据链上，上下游企业在数据开发和数据利用方面投入产出比差异加大，如果成本共担、利益共享，成本与利益基本均衡等问题得不到较好解决，大数据网络的建设会面临许多阻力。没有大规模的商家和企业的积极参与，系统的建设和运营成本就会居高不下，直接影响技术的大规模快速推广。 2.2.2 信息安全方面

产品追溯系统的运行过程中只是把追溯技术所需要的信息采集到系统中，但对于智慧物流的数据应用而言，上述基本信息还不够完整，需要对信息进行扩展采集。这就需要将大量的产品信息和个人信息固化在条码或RFID上，通过智能感知系统传送到云端存储，信息处理系统再对采集数据进行关联分析、聚类分析、数据挖掘，推送到应用层和服务层。但是商家、消费者及生产企业顾虑信息的安全，担心销售和产品数据被竞争对手获取，从而大幅度降低了追溯信息扩展采集的积极性。 2.2.3 自动信息采集技术方面

大规模多环节的信息采集必须有准确、可靠的自动信息采集和感知技术作为支撑，追溯码或物流码一般使用一维码、二维码或RFID电子标签实现，这几种条码和标签的自动化信息采集，需要在自动输送设备上通过读码设备或电子标签读取器获取。目前，数据采集的成功率和准确率受如物料输送速度、条码或标签粘贴位置、输送过程中条码的污损程度等条件制约。现有技术对于高速输送物料、条码粘贴有遮挡、相邻物料间隔距离较近及条码污损严重的情况读码成功率较低，因此需要提高追溯码和物流码在不同环境下的读码准确率，为信息采集提供高效的自动化手段。

3 智慧物流应用中的产品追溯技术推广应用策略

为了使产品追溯技术在智慧物流系统中得到有效的应用推广，相关主管部门需要在和技术层面做一些策略上的调整和改进，必须在促成上下游企业及社会团体实现互利共赢，实现信息采集技术的通识性和低成本，提高产品追溯信息的可靠性，在全社会宣传产品追溯常识，普及产品追溯意识等方面全面推动。 3.1 实现上下游企业互利共赢

商品从生产者到消费者的所有环节都是追溯信息的采集点，每个采集点都需要有设备投入和人力投入，才可以实现全流程的信息追溯。以农产品为例，生产主体数量众多，实力规模不均衡，许多生产者实力较弱，承担不了追溯设备的投入；有的觉得无利可图，只是观望而没有行动。从农业生产链条看，生产、加工、流通等环节尚处于分割状态，信息无法完全对接，难以实现全程追溯；甚至各品种、各产地标准多样，互不兼容，也给生产者和消费者带来困扰。因此要完善质量可追溯体系必须两手发力：一方面企业是建设可追溯体系的主体，应该深刻认识到通过建立可追溯体系，并将追溯信息共享给智慧物流网络，有利于公司实现标准化、规范化生产，提升管理效率，降低生产成本，同时赢得消费者信任、拓宽市场空间、提高品牌溢价率，从而获得追溯体系建设的商业回报；另一方面，应加大扶持力度，提供适度补贴，加强技术指导服务，打破追溯信息链参与主体的资金和技术壁垒，提高所有主体的积极性；还可通过有序引导社会力量和资本投入，激发第三方机构活力，由专业公司统一规模化设计实施，部门有力监管，整合分散的市场主体，通过规模化平摊可追溯体系建设成本，逐步建成谁投资谁受益，多投资多受益的格局。 3.2 加大信息采集技术的通识性

追溯码及物流码的信息采集通常通过自动读取设备或手持设备2种方式实现。在产品的大规模生产流通环节、自动化分拣、仓储环节适合采用自动读取设备，有利于提高信息采集效率，降低人工成本；在产品消费环节、抽检及质量监管环节

适合采用手持设备读取信息。自动读取设备采用专业的光电器件、软件及辅助系统，其安装、维护及使用需要经过专业培训的人员完成，手持设备相对简单易用，如采用手机或扫码即可，操作者仅需简单培训或自学就可掌握。为了提高信息采集技术的通识性，在技术层面，设备开发生产企业应提高产品的易用性，逐步降低专业设备对操作、维护人员的专业技能的要求；另外，在商业层面，要大幅降低自动读取设备的价格，让大多数生产企业和流通物流企业承受得起设备的采购费用，这样就有利于先进的信息采集技术的大规模推广应用；在手持设备采集方面应大力推广智能手机信息采集技术的应用推广，加大网络建设和应用APP的开发。随着全社会信息采集技术的通识性的提高，从产品生产、流通到消费产品全生命周期的信息采集瓶颈将得到彻底突破，人们对产品追溯的参与积极性就会极大提高，从而有利于追溯技术的普及推广和追溯技术高速发展。 3.3 提高产品追溯信息的可靠性

首先，在层面加强标准化和法律法规建设，并要加强监管、加大执法力度，严厉打击提供虚假追溯信息的不良商家和厂家，提高其违法成本，只有在行业标准和法律法规的强力支撑下，追溯体系的公信度才有保障，才能真正的发挥作用，服务于消费者。其次，是科技企业需要加大追溯技术的研发力度，开发低成本系统。譬如甲骨文超级码农产品智能物联网溯源监管是面向监管、企业管理、消费者服务的三方共同体平台。在该平台上，企业可对自身产品全生命周期进行溯源信息的管理与控制，智能录入溯源关键节点信息等，全方位可视化管理产品的生长、生产等各个阶段；此外，也可在该平台上智能监管企业的产品生产情况，有效审核企业溯源信息的真实准确性，对企业的资格认证、标识的标准发放等进行强有力的控制，助力各地为区域产品建立起标准化的生产溯源管理体系。最后、要加强监管、加强执法力度，严厉打击提供虚假追溯信息的不良商家和厂家，因为虚假的追溯信息会严重伤害追溯体系的公信度，导致前期大量的人力物力投入化为泡影。

3.4 产品追溯意识的大众普及

一方面加强相关立法工作，食品药品企业必须执行强制性的产品追溯，用老百姓最为关心的刚需产品进行可追溯系统建设最容易获得民众的支持。另一方面要加强宣传推广，树立正反两面的典型，让消费者了解产品追溯对产品质量保证的积极作用，帮助消费者建立选择有追溯体系的产品的消费意识，培养选择有追溯体系产品的消费习惯，倒逼生产企业和流通企业主动积极建立产品追溯系统。此外，要加强技术培训，让广大生产者了解并掌握产品追溯技术，逐步实现可追溯体系对所有商品种类的全覆盖，将海量信息接入物联网，为智慧物流大数据处理提供数据素材支持。随着全社会信息采集技术通识性的提高与产品追溯意识的普及，从产品生产、流通到消费产品全生命周期的信息采集瓶颈就容易得到突破，全社会对产品追溯的参与积极性就会极大提高，从而促进追溯技术快速发展。 4 结 语

产品追溯系统的建设和运营已有将近20年的经验和技术积累，基于物联网和大数据的智慧物流系统是最近5年才被广泛接受的新技术，两者在基础数据的采集、感知、网络传输、云存储技术方面采用的技术手段极为相似，智慧物流的建设和运营过程应该充分借鉴产品追溯系统建设和运营的成功经验。此外，两者在网络、云服务器等基础设施资源建设方面也可以共享，减少重复建设，降低智慧物流建设成本。追溯码、物流码等信息载体是物联网和大数据的物质基础，随着分布式高速高可靠性数据采集技术、高速数据全影像大数据收集技术的突破，智能感知目标对象的身份、位置、时间、状态等信息的感知系统将得以大规模应用，以大数据应用为中心的物流系统也将越来越智能化，从而帮助物流企业提高响应速度，降低物流成本，极大改善消费者的购买体验。 参考文献:

【相关文献】

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